Примесь n-типа, например фосфор, улучшает электропроводность полупроводника по сравнению с нелегированным полупроводником, вводя дополнительный электрон на энергетический уровень, очень близкий к зоне проводимости в фотоэлектрическом устройстве. Этот электрон затем легко выталкивается в зону проводимости. Он известен как донор, который, проще говоря, представляет собой орбитальную энергию с высоким зарядом . Напротив, акцептор — это то же самое, но с низким зарядом.
Ключевым компонентом устройства для выработки солнечной энергии, быстро преобразующего солнечный свет в электрическую энергию, является фотоэлектрический (ФЭ) элемент. Солнечный элемент состоит из p-n-перехода.
Термины n-тип и p-тип относятся к положительно заряженным дыркам, создаваемым атомами примеси-акцептора, и отрицательно заряженным электронам, отдаваемым атомами примеси-донора, соответственно.
Что такое солнечные элементы N-типа?
В солнечном элементе p-n-переход большой площади находится тонкий слой кремния p-типа, легированный бором, который расположен поверх гораздо большего слоя кремния n-типа, легированного фосфором.
На обеих поверхностях нанесены электрические контакты. Сторона P обозначает лицевую сторону, обращенную к солнцу. Поверх антибликового покрытия наносится прозрачный клей, например, EVA , для фиксации защитного слоя из стекла на передней поверхности.
Почему N-Type встречается редко?
Большинство твердых солнечных элементов на рынке сегодня являются элементами p-типа. Это вызвано более низкими производственными затратами p-типа. Предположительно, в этом виновата история развития солнечных элементов. Однако солнечные элементы n-типа могут предложить значительно более высокую эффективность по сравнению с солнечными элементами p-типа с точки зрения производительности.
Это обусловлено двумя основными факторами. Во-первых, в p-типе материала присутствует отравление бором (трехвалентным). В присутствии света и кислорода бор подвергается некоторым нежелательным процессам, которые снижают эффективность преобразования. Это явление называется светоиндуцированным распадом (СИД).
Каковы недостатки солнечных элементов P-типа?
Помните, что солнечный свет заставляет пару электрон-дырка стать свободной, чтобы понять второй недостаток. Дырки являются неосновными носителями в этой области (области n-типа), если это происходит там.
Поглощая один из свободных электронов, которые составляют большую часть носителей в этой системе, можно заполнить дырку во время дрейфа. В этом сценарии поглощенная солнечная энергия будет только нагревать ячейку и будет потрачена впустую в виде тепла.
Читайте также: Что такое допант?
Наша цель — позволить дыркам войти в область истощения, где электрическое поле переместит их в вещество p-типа, а затем на анод. Для повышения эффективности солнечной энергетики длина диффузии неосновных носителей должна быть максимально возможной. Теперь вы знаете о доноре.
Поскольку ячейка n-типа меньше подвержена влиянию незначительных примесей, длительность диффузии неосновных носителей больше в ячейках n-типа, чем в ячейках p-типа. Ячейки n-типа имеют более высокую скорость преобразования, поскольку их неосновные носители имеют большую длину диффузии. По этой причине соответствующая отрасль вкладывает значительные средства в исследования в этой области, чтобы обеспечить более экономически жизнеспособное производство ячеек n-типа.
